3218343720

16 Wprowadzenie do teorii i zastosowań materiałów magnetycznych

ściowej. Poprawność tego zapisu została potwierdzona eksperymentalnie przez fizyka niemieckiego Heinricha Hertza. W ten sposób wykryto związek między elektrycznością a magnetyzmem przez co stworzono teorię elektromagnetyzmu, dającą początek gwałtownego rozwoju nowoczesnej nauki i techniki.

Jak powszechnie wiadomo wszystkie znane pierwiastki, związki chemiczne i materiały mogą zostać sklasyfikowane na podstawie ich właściwości magnetycznych. Co więcej, każdy pierwiastek chemiczny wykazuje jeden z czterech podstawowych typów magnetyzmu: diamagnetyzm, paramagnetyzm, ferromagnetyzm lub ferrimagnetyzm. Największe znaczenie praktyczne mają ferroma-gnetyki. Wśród nich wyróżnia się materiały magnetycznie twarde, używane jako magnesy trwale, miękkie oraz póltwarde - wykorzystywane w analogowych i cyfrowych magnetycznych nośnikach danych.

Wyeksponowane w niniejszej pracy magnetyki miękkie stosuje się przede wszystkim w maszynach elektrycznych do transformacji energii elektrycznej (transformatory, przekształtniki), jej generacji (generatory, alternatory i prądnice) oraz zamiany w energię mechaniczną (silniki elektryczne). Znajdują one również szerokie zastosowanie do ekranowania magnetycznego i w różnego rodzaju czujnikach. Najczęściej są to stopy Fe i Si (stosunkowo tanie blachy lub taśmy elektrotechniczne), stopy Fe i Ni (o dużej wartości przenikalności początkowej), stopy Fe i Co (o znacznej wartości maksymalnej przenikalności magnetycznej lub indukcji nasycenia) oraz ferryty (z dużą wartością rezystywności). Wykonywane są zazwyczaj w postaci blach ale również jako cienkie warstwy, włókna, druty, taśmy, odlewy czy wypraski.

Pożądanymi cechami dobrego materiału magnetycznie miękkiego są:

•    duża przenikalność magnetyczna, pozwalająca uzyskać znaczące wartości indukcji magnetycznej przy użyciu małego prądu magnesowania i związana z tym duża wartość remanencji, ułatwiająca odczytywanie stanu (kierunku polaryzacji) namagnesowania;

•    odpowiednio mała wartość pola koercji gwarantująca względnie łatwe przemagneso wanie;

•    jak najmniejsza stratność, umożliwiająca wysokosprawne przetwarzanie energii;

•    duża wartość indukcji nasycenia, pozwalająca na uzyskanie jak największej siły mechanicznej np. w silnikach (proporcjonalnej do kwadratu indukcji);

•    duża rezystywność w celu zmniejszenia strat mocy powodowanych prądami wirowymi;

•    odpowiednie właściwości mechaniczne (w zależności od zastosowania);

•    duża stabilność parametrów przy zmiennej temperaturze i odporność na zewnętrze warunki np. korozję;

•    łatwość kształtowania gotowych wyrobów;

•    niska cena.